非低壓集中式電能計量終端在智能變電站中的應用

摘 要：隨著技術的發展，變電站逐漸向智能化的方向發展，與之相匹配的電能計量終端也朝著集中式的方向發展。在智能變電站中電子互感器和數字電能表構成了電能計量裝置的重要組成部分，隨光電子技術的發展而得到廣泛的應用。本文從非低壓集中式電能計量終端及其智能變電站的相關問題入手，分析將該種非低壓集中式電能計量終端應用于智能變電站中對于硬件的要求及其構建時軟件的建設等。

關鍵詞：非低壓集中式；電能計量終端；職能變電站

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

一、智能變電站與非低壓集中式電能計量終端

我國電網體系不斷的建設完善，智能電網的建設逐漸成為一種趨勢，而智能變電站則是電網智能化實現的一個基礎。所謂智能變電站是通過智能設備以及較為先進的通信設備、控制設備以及先進的信息技術來構建一個高度集成化的一體系統及其信息化的平臺，從而實現全站信息的數字化、信息通信平臺的網絡化、相關信息共享上的標準化等。

當前變電站的電能計量多采用分布式的計量方式，這種計量模式在能夠實現以計量間隔為依據來實現電能表的配置，并且具有清晰的結構，但是在應用中也會有網絡的組織相對復雜，其使用和維護成本相對較高等不足。在這種情況下，集中式電能計量終端便得到了較好的利用空間，集中式的電能計量依托智能變電站提供的條件，使用其較為先進和穩定可靠的集成化信息平臺，在降低電量計量終端成本的同時也實現了對變電站電能的有效計量。該種計量方式的特點主要有：首先，智能變電站中的集中式計量終端是以以太網數字化的方式進行接入。在智能變電站應用的是電子互感器，它負責將電氣量信號進行一定的合并然后通過光纖網傳輸到電能計量終端，從而完成對于電能的采集和相關處理。這種接入方式對于電纜的需求量較大，但是可以完成整個變電站的電能采集及其傳輸等工作。此外，集中式電能計量終端的精度相對較高。它以數字光纖的形式實現信息的輸入，從而避免了模擬采樣等傳統計量方式所帶來的數據采集及其轉化等的誤差，同時先進數據處理方式的應用能夠在很大程度上提高數據計算的精確度。最后，集中式的電能計量終端能夠實現信息的共享和互換，提高其操作性，并且能夠實現全站的信息交換和智能化計量。該種集中式計量能夠以一臺終端設備來完成全部的電能的計量工作，實現了信息化管理的集約及其環保等方面的發展理念。這種集約的管理必然要求高度的信息化，使其在信息化網絡的支持下實現平臺的遠程操作和維護，從而實現全站范圍內的綜合管理，使其智能化得到全面的體現。

我們在看到智能變電站應用中的優勢外也應看到其自身的一些問題，這些問題主要體現為數字信號以光纖傳輸，在某種程度上沒有辦法實現與傳統儀表的對接從而給數據誤差的監測帶來一定困難。電子互感器和電子計量表的應用不能實現向上的溯源，并且由于一些檢定規程的缺失使其無法完成一些合理性的溯源檢定工作，這在某些時候會制約智能變電站的發展。電能計量的準確性與數字接口電表直接相關，而這種數字計量表與既存的電能管理體系存在一些不符，給變電站的管理帶來一些困難。因此，智能變電站中集約式計量終端的應用，應該從整體上入手，使其優勢得到充分發揮的同時將其弊端降到最低。

二、非低壓集中式電能計量終端應用于智能變電站的硬件要求

當前智能變電站的電能計量終端在其組網的結構上有光纖點的對點接入、組網及其混合的接入三種方式。在集中式電能計量終端的應用上，因為其靈活性的特點從而能夠以不同的插件擴展來滿足不同的需求。

光纖點結對點接入的模式是通過一定的間隔合并單元來實現相關數字信號的輸出，并且將這些信號對點接入到與之相連接的計量中斷信息采集功能板上。該種接入模式，要求具備較為強大的接入性能和數據的合并處理能力，但不需要具備較高網絡傳輸性能的交換機，從而在很大程度上降低了變電站建設的成本。集中式的電能計量設備具有功能板塊設計的多樣性，使得每一采集功能板都能夠完成多路間隔信號的采集工作，并且可以依據現場情況進行相應的調整實現數據的靈活配置。這種采集到的數據能夠通過后臺的處理后進行傳遞和共享，從而實現智能變電站的需求，同時其多借口的方式也為其功能的發揮提供了便利。以光纖組網形式進行接入，是把那些間隔合并后的數字信號接到光纖以太網的交換機，并且完成一定的組網后再通過光纜傳輸到相應的信息采集功能板上。在這種模式下以一個功能采集板、一個計量主板和一個智能交換機來完成整個變電站的電能采集和計量的工作，實現了最少的設備投入和功能的集約化。而以光纖混合的模式實現接入是以電壓等級或者是控制小室為基礎進行分組，將同一個等級或者是控制小室的間隔合并后的單元信號予以輸出到光纖交換機然后再接入到采集功能板上。三種接入方式均有自身的有點，并且都可以依據變電站的規模等進行相應的調整實現配置的優化，將三者進行有效結合使其取長補短，實現變電站建設的優化。

一般而言，集中式電能計量終端是由電源板、采集功能板及其計量主板等構成的。它所要完成的最基本的功能是對整個變電站的相關新號的采集及其有效計量，而該種采集數據的共享平臺則是該種計量終端應用于智能變電站時所應重點建設的部分。在具體實踐中，可以通過前置數據服務器處理及其智能背板總線等相結合的方式來實現高效數據共享平臺的建設。在其硬件結構中，采集功能板作為前置的數據服務器來完成相關的數據信號的采集及其數據的處理和共享等工作，對于采集功能版采用較為先進的系統并設置多個接口，使其能夠完成點對點的接入從而完成信號的輸出，使共享平臺能夠發揮其作用。而計量班則是硬件中較為重要的核心單元，它負責站內有間隔的電能計量及其相關信號信息的遠程傳輸工作，對于該種主板選用具有較高性能的處理器并嵌入實時操作系統，保證其能夠滿足信息傳遞的需求。對于智能背板而言，則是通過總線交換芯片并且通過對總線交換芯片及其低壓差分信號控制線等的管理來保證共享平臺運作的高效性。

三、電能計量終端在智能變電站中應用的軟件要求

在智能變電站中，非低壓集中式電能計量終端發揮的作用主要是對站內全部間隔電能的計量。它主要發揮的功能與傳統的多功能電表存在一致性，主要完成對電壓、電流等電能監測要素的實時測量，分時計量及其正反向的輸入、輸出等，能夠完成分時計量正反向的功能最大需求及其他功能的需求；此外，該計量終端還有費率設置及其運行記錄保存等功能。

在我們智能變電站應用該種非低壓集中式電能計量終端時應該通過一定的軟件技術來使其作用得到發揮。首先提高終端的電能計量上的精確度。電能計量終端的精確度直接關系到數據采集的正確性及其分析的科學性和合理性等，在集中式終端應用時，應該使其在電子單元內完成相關信息的采集和數據處理，并且實現采樣處理的同步化等，從而降低模式引入等帶來的數據誤差，更好的保證計量的精確度。此外，電能計量終端在軟件設計時還應該使其具備防竊電的功能。通過對光纖通信狀態的實時監測，使其運行狀態在監控之下，從而能夠及時發現竊電現象，并且設置警報裝置，以警報信號提醒工作人員及時對線路進行檢測和維護，從而保證光纖的正常運作。為保證計量終端計量的精確性及其可靠性，還應該采用冗余切除等技術，以此來降低其故障率等，保證其正常運作。

從軟件上實現非低壓集中式計量終端在智能變電站中的應用還應該遵循相應的信息交換技術標準，使其能夠高效運作。在建設時可以依據IEC-61850標準來實現對相關邏輯節點的規范等，提高計量終端的開放性和擴展性；為保證機構上的清晰，則可以間隔的定義來對電能邏輯節點設備進行分隔，使其能夠滿足智能變電站的計量需求。該種服務標準的實現，通過集中式計量終端的周期性特點及其與網絡的結合來將一些突發事件的信息等予以記錄和上傳，從而使該種標準得以實現。

非低壓集中式電能計量終端應用于智能變電站的軟件結構上由前置數據處理服務器、主功能處理等組成，使其能夠通過軟件的操作來實現數據的共享。前置數據處理模塊來完成相關交流數據額定采集及其采用數據的同步、相關數據的預處理以及防竊電功能的發揮等。它是在計量終端的采集功能板來實現的，是前置的服務處理部分，能夠實現信息的發布和共享功能。主功能處理完成對電能的實時計量、對于一些電能異常狀況進行監測計量，它作為一個核心的處理軟件，是在計量主板上來發揮其作用。對于通信的處理主要負責完成遠程傳輸和遠程抄表工作，它具有較強的互操作性，能夠實現與電能計量分析系統及其智能變電站系統的有效對接。軟件結構中的數據共享處理部分是實現對實時監測數據處理服務的區域，并且將該區域的共享數據傳輸給主功能模塊，實現處理的及時性和有效性，并且實現信息的高效共享。此外，還可以通過輔助模塊的建設來保證能夠滿足不同的智能變電站的需求，保證軟件功能的完整性及其計量作用的有效發揮。

參考文獻

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